语音信号处理实验报告
通信与信息工程学院
信息处理综合实验报告
班级:电子信息工程1502班
指导教师:
设计时间:2018/10/22-2018/11/23
评语:
通信与信息工程学院
二〇一八年
实验题目:语音信号分析与处理
一、实验内容
1. 设计内容
利用MATLAB对采集的原始语音信号及加入人为干扰后的信号进行频谱分析,使用窗函数法设计滤波器滤除噪声、并恢复信号。
2.设计任务与要求
1. 基本部分
(1)录制语音信号并对其进行采样;画出采样后语音信号的时域波形和频谱图。
(2)对所录制的语音信号加入干扰噪声,并对加入噪声的信号进行频谱分析;画出加噪后信号的时域波形和频谱图。
(3)分别利用矩形窗、三角形窗、Hanning窗、Hamming窗及Blackman 窗几种函数设计数字滤波器滤除噪声,并画出各种函数所设计的滤波器的频率响应。
(4)画出使用几种滤波器滤波后信号时域波形和频谱,对滤波前后的信号、几种滤波器滤波后的信号进行对比,分析信号处理前后及使用不同滤波器的变化;回放语音信号。
2. 提高部分
(5)录制一段音乐信号并对其进行采样;画出采样后语音信号的时域波形和频谱图。
(6)利用MATLAB产生一个不同于以上频段的信号;画出信号频谱图。
(7)将上述两段信号叠加,并加入干扰噪声,尝试多次逐渐加大噪声功率,对加入噪声的信号进行频谱分析;画出加噪后信号的时域波形和频谱图。
(8)选用一种合适的窗函数设计数字滤波器,画出滤波后音乐信号时域波形和频谱,对滤波前后的信号进行对比,回放音乐信号。
二、实验原理
1.设计原理分析
本设计主要是对语音信号的时频进行分析,并对语音信号加噪后设计滤波器对其进行滤波处理,对语音信号加噪声前后的频谱进行比较分析,对合成语音信号滤波前后进行频谱的分析比较。
首先用PC机WINDOWS下的录音机录制一段语音信号,并保存入MATLAB软件的根目录下,再运行MATLAB仿真软件把录制好的语音信号用audioread函数加载入MATLAB仿真软件的工作环境中,输入命令对语音信号进行时域,频谱变换。
对该段合成的语音信号,分别用矩形窗、三角形窗、Hanning窗、Hamming窗及Blackman窗几种函数在MATLAB中设计滤波器对其进行滤波处理,滤波后用命令可以绘制出其频谱图,回放语音信号。对原始语音信号、合成的语音信号和经过滤波器处理的语音信号进行频谱的比较分析。
2.语音信号的时域频域分析
在Matlab软件平台下可以利用函数audioread对语音信号进行采样,得到了声音数据变量y,同时把y的采样频率Fs=44100Hz放进了MATALB的工作空间。